Baue einen Super-Cluster: Hochleistungsrechnen mit ZimaBoard

Im Bereich der Heimlabore und Cluster-Computing gibt es Enthusiasten, die es lieben, die Möglichkeiten zu erkunden und die Grenzen dessen auszutesten, was mit kompakten Geräten erreicht werden kann. Renée, eine leidenschaftliche Technikbegeisterte und ZimaBoard-Fan, startete ein Supercluster-Projekt, das die Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit dieser Einplatinenserver eindrucksvoll zeigte.

In diesem Artikel sprechen wir mit Renée und tauchen in ihre Reise ein – von den Zielen und Herausforderungen des Projekts bis hin zu den Lernerfahrungen und den Zukunftsplänen für diesen beeindruckenden ZimaBoard-Cluster.
Im Folgenden sind die großartigen Arbeiten aufgeführt:

Abschnitt 1: Kennenlernen

Interviewpartnerin: Renée

1. Können Sie uns ein wenig über sich und Ihren Hintergrund erzählen?

Renée: Hallo Welt, mein Name ist Renée. Mich als Nerd zu bezeichnen, ist eher eine Untertreibung. Ich liebe SciFi und es fasziniert mich, Dinge zu betrachten und zu verstehen, wie sie funktionieren. Ich war schon immer jemand, der gerne herumtüftelt, ausprobiert, was funktioniert und was nicht. Ich baue Dinge auseinander und wieder zusammen, um zu sehen, ob ich Verbesserungen erzielen kann.

2. Wie sind Sie zum ersten Mal mit ZimaBoard und seiner Community in Berührung gekommen?

Renée: Ich wollte mich intensiv mit Cluster-Computing beschäftigen. Als ich sah, wie „Raid Owl“ einen hyperkonvergenten Cluster baute, war ich sofort begeistert. Genau das war es, was ich suchte – es erfüllte meine Bedürfnisse und die meisten meiner Wünsche.

3. Was hat Sie dazu inspiriert, mit Einplatinenservern zu arbeiten?

Renée: Um ganz zurückzugehen: Ich liebte es, die USS Enterprise NCC-1701-D zu betrachten und im technischen Handbuch zu stöbern, besonders wie das Computersystem funktionierte. Dort gab es sogenannte Isolinear- Chips, die Einplatinencomputer in einem Cluster-Setup waren, wie es in den 1980er Jahren beschrieben wurde. Meine ersten Erfahrungen machte ich mit einem Raspberry Pi Zero, der kostenlos mit einer Ausgabe des Raspi Magazins kam. Ich arbeite mit dedizierten programmierbaren Logiksteuerungen für den industriellen Einsatz und war zunächst skeptisch. Doch ich war überrascht von den Fähigkeiten des Raspberry Pi Zero und erkannte, dass dieser kleine Schritt zu etwas viel Größerem führen könnte.

Abschnitt 2: Das ZimaBoard Supercluster-Projekt

Interviewpartnerin: Renée

1. Können Sie uns einen Überblick über Ihr Supercluster-Projekt geben? Was war Ihr Hauptziel?

Renée: Mein aktuelles Setup besteht aus 6 ZimaBoards (5 als Master-Nodes, 1 als Load Balancer) und 20 Raspberry Pis als Agent-Nodes. Ich arbeite gerne mit K3S und Rancher, bin aber offen für andere Softwarelösungen. Ich wollte ein rackmontiertes Setup mit ausreichend Speicherplatz und Energieeffizienz schaffen.

Um dies zu erreichen, habe ich ein Meanwell-Netzteil installiert und ein leeres rackmontiertes Regal mit individuellen Anpassungen verwendet. Mit diesem Setup wollte ich praktische Erfahrungen in Netzwerk-Infrastruktur und Cybersicherheit sammeln und gleichzeitig einen stabilen Produktionsserver für meine 3-2-1-Backup-Struktur sicherstellen.

2. Warum haben Sie sich für ZimaBoard für dieses Projekt entschieden?

Renée: Ich bestellte zunächst 5 ZimaBoards 832 mit bestimmten Anforderungen: Energieeffizienz, niedrige Kosten, integrierter Speicher, mindestens 2 Netzwerkanschlüsse, USB 3.0, einfache Reset-Möglichkeit, Virtualisierungsthreading, x86-Architektur sowie SSD- oder NVMe-Erweiterbarkeit. ZimaBoards erfüllten all diese Kriterien und waren zudem kosteneffizient für mein Heimlabor.

3. Können Sie uns durch den Aufbau des Superclusters führen? Was waren die wichtigsten Schritte und Herausforderungen?

Renée: Der Aufbau des Superclusters umfasste die Infrastruktur, einschließlich eines Load Balancers und eines NTP-Servers. Es war entscheidend, dedizierte Clusternetzwerke zu haben, um eine reibungslose Kommunikation zwischen den Nodes zu gewährleisten. Herausforderungen waren die Verwaltung der Netzwerksättigung bei mehreren Nodes, die Konfiguration separater Switches für Steuerung, Kommunikation und Speichernetzwerke sowie der Umgang mit dem Resilvering-Prozess in Ceph oder Longhorn.

Ich setzte 2,5G-Erweiterungskarten für das dedizierte Speichernetzwerk ein und folgte einem systematischen Prozess, um die Virtualisierungsplattform zu installieren, die Server-Nodes zu clustern und die Agent-Nodes bereitzustellen.

Abschnitt 3: Auswirkungen und Vorteile des Projekts

Interviewpartnerin: Renée

1. Was sind die wichtigsten Vorteile, die Sie durch die Nutzung von ZimaBoards für Ihren Supercluster erfahren haben?

Renée: ZimaBoards bieten eine überraschende Leistungsfähigkeit für ihre Größe und Kosten. Sie sind energieeffizient, verbrauchen wenig Strom und können verschiedene Arbeitslasten bewältigen. Der integrierte Speicher und die Erweiterbarkeit durch SSD oder NVMe sorgen für ausreichend Speicherplatz für meinen Cluster. Zudem bieten ZimaBoards bessere Netzwerkfähigkeiten im Vergleich zu ähnlichen Alternativen in dieser Preisklasse.

2. Wie hat dieses Supercluster-Projekt Ihr Lernen und Ihre Fähigkeiten beeinflusst?

Renée: Das Projekt war eine großartige Lernerfahrung. Ich sammelte praktische Erfahrungen in Cluster-Speicher, Netzwerksättigung und Lastverteilung. Der Aufbau und die Wartung des Superclusters halfen mir, meine Fähigkeiten in Netzwerk-Infrastruktur, Cybersicherheit und Cluster-Management zu entwickeln. Es hat mein Wissen und Verständnis für verteilte Computersysteme erweitert.

Abschnitt 4: Zukunftspläne und Ratschläge

Interviewpartnerin: Renée

1. Was sind Ihre Pläne für die Zukunft Ihres Supercluster-Projekts?

Renée: Meine unmittelbaren Pläne sind, das aktuelle Setup zu stabilisieren und in meine Produktionsumgebung zu integrieren. Ich möchte die Leistung des Clusters optimieren und seine Fähigkeiten erweitern, zum Beispiel durch die Nutzung von Containern für die Bereitstellung. Langfristig plane ich, diesen Cluster als Plattform für Forschung und Experimente in verschiedenen Bereichen wie künstliche Intelligenz und Datenanalyse zu nutzen.

2. Welchen Rat würden Sie anderen geben, die daran interessiert sind, eigene Supercluster mit ZimaBoards zu bauen?

Renée: Scheut euch nicht, verschiedene Konfigurationen und Setups auszuprobieren. Haltet eure Produktionsumgebung von der Testumgebung getrennt, um Störungen zu vermeiden. Nutzt den Lernprozess und seid offen für kontinuierliche Verbesserungen. ZimaBoards sind leistungsfähiger, als sie auf dem Papier erscheinen, unterschätzt ihr Potenzial nicht. Erkundet außerdem die Möglichkeiten der Containerisierung, um die Vorteile modularer Bereitstellung zu nutzen.

Fazit:

Renées Reise beim Aufbau eines Superclusters mit ZimaBoards zeigt das Potenzial und die Vielseitigkeit dieser Einplatinenserver. Das Projekt unterstreicht die Bedeutung von Experimentieren, kontinuierlichem Lernen und dem Ausloten der Grenzen dessen, was diese kompakten Geräte leisten können.

Renées Einblicke und Ratschläge bieten wertvolle Inspiration für die ZimaBoard-Community und ermutigen andere, die Möglichkeiten des Cluster-Computings mit diesen kostengünstigen und leistungsfähigen Boards zu erkunden.

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